解析TPU材料的分子结构

TPU又称为为热可塑性聚氨酯，它不仅拥有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，而且是种成熟的环保材料，适用于射出、押出、压延及溶解成溶液型树脂等加工方式，其制成产品涵盖了工业应用和民生必需品的范围。TPU具有其他塑胶材料所无可比拟的抗压强度高、延展性好、耐磨损、耐低温、耐酸碱、耐潮、抗老化、耐气侯等特点，另外他具有高防潮性熔体流动速率性、抗风、防冻、抑菌、除霉、防寒保暖、抗紫外光及其动能释放出来等很多出色的作用。现阶段，已广泛运用于医疗服务、电子电气、工业生产及体育文化等层面。

TPU的形态结构

TPU材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂反应而制成。

多异氰酸酯：分为脂肪族 (HMDI, IPDI) 或芳香族 (MDI,TDI)。其中脂肪族的TPU具有较好的光稳定性，在温和的溶剂中就可以溶解，并且耐候性和耐磨性好。而芳香族的TPU具有低成本和耐溶剂性好的优点，拉伸强度和回弹性高。 而耐水解性主要是由于大分子二元醇决定的。

大分子二元醇：与二异氰酸酯反应形成了材料的软段。大分子二元醇的链段越长，TPU就表现的柔软性越好。选择聚醚、聚酯还是聚己内酯的大分子二元醇对于TPU的化学性质的耐水解性有决定性的影响。对于聚酯型的，TPU具有较好的抗UV，氧化性和耐化学性。而聚醚型的则具有很好的耐低温和水解性。聚己内酯型的是这些性质的组合，但是其价格更高。

扩链剂：常用的扩链剂是低相对分子质量的二元醇和二元胺，它们与二异氰酸酯反应形成氨酯基团或者脲基，从而形成聚合物的硬段部分。 较多的使用扩链剂可以提高聚合物的结晶度，从而提高了材料的硬度和模量。

（●扩链剂   £多异氰酸酯  ——多元醇 ）

TPU是不同类型链段相间的线型聚合物。这些链段包括：

硬段：由二异氰酸酯和小分子二元醇反应形成，含有高密度的-NHCOO-官能团。由于大量的氢键作用，因此在室温下表现出刚性（硬度大）。硬段对物理性能较大，比如硬度，机械强度、模量、粘附性、耐热性，回弹性，耐磨性等。

软段：二异氰酸酯和长链多元醇反应形成。 -NHCOO-官能团密度低，极性小，因此在室温下比较柔软（硬度低）。软段对化学性能影响较大，比如耐油性、热氧化稳定性，耐水解性，抗UV性和耐化学性等。

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